人机交互层的设备主要是控显机和监测机。控显机，顾名思义，它包含了控制部分和显示部分，这些设备都设在车站值班室。车站值班人员通过控制设备（鼠标、键盘、控制台等）向联锁机发送操作命令，并通过显示设备（显示器、音箱等）接收联锁机输出的表示信息。这些表示信息反映了设备的运作状态和行车的实时状况。

    联锁层设备主要是安全计算机或工业控制计算机。联锁机构作为计算机联锁系统中的中枢，需要接收来自输入输出层反映轨道电路、道岔和信号机的状态信息，来自人机交互层的操作信息外，还要向输入输出层发送动作指令。

    输入输出层主要是输入输出接口电路，即I/O接口，它主要由驱动部分和采集部分组成。

    室外设备层主要指位于室外站场内的动力转辙机、信号机和轨道电路等设备。它们的状态信息由输入输出层的采集部分采集，其中的信号机和动力转辙机由输入输出层的驱动部分控制。

1.1.3计算机联锁系统的可靠性和安全性

铁路运输行业由于人流密度大，必须保证计算机联锁系统具备较高的安全性和可靠性，所以系统的上位机和联锁机都采用冗余结构。现行的各种计算机联锁系统中上位机一般采用双机热备的冗余结构形式，而联锁机，由于对可靠性、安全性的要求更高，目前使用广泛采用的冗余方式主要有：双机热备、三取二、二乘二取二[1]。

（1）双机热备

双机热备系统由两台相同的联锁机构成，一台为主机，另一台为备机。平时由主机工作，备机处于待机状态，当主机出现故障时，通过人工或自动切换的方式切换到备机，此时，备机则升为主机，之前的主机停机等待维修。代表机型如TYJL-II型计算机联锁系统[2]。

图1-2  双机热备结构

（2）三取二

三取二结构采用三台构造相同、彼此独立的计算机组成联锁机，每台计算机同时运行同样的联锁软件，接收相同的输入信息，并行处理数据，对各个阶段的信息进行比较，当两台或两台以上计算机的结果一样时，则输出控制命令。当某台计算机与其他两台的运算结果不一致时，便被从系统中隔离开来，进行维修，隔离期间，系统将采用双机表决。代表机型如TYJL-TR9型、TYJL-ECC型计算机联锁系统[2]。

图1-3  三取二冗余结构

（3）二乘二取二

二乘二取二结构是由A1、A2、B1、B2四台结构和功能完全相同的计算机组成，其中A1、A2相结合，B1、B2相结合，构成两套硬件相同的A与B两个子系统。还有两个二取二表决单元以及一个二乘切换单元。正常时两个子系统都在工作，接收相同的输入信息，但只有一个系的输出控制有效称主系，另一个称备系。代表机型如TYJL-III型、EI32-JD型、DS6系列计算机联锁系统[2]。

图1-4  二乘二取二冗余结构

除此之外，计算机联锁系统一般采用集中式控制和分散式控制相结合，这样能够让联锁系统的结构得到最大优化。目前我国铁路上各个车站主要使用的是“继电器-计算机联锁”这种系统结构，如图1-1所示。它保留了6502系统中继电接口部分，动作电路还是使用继电器来驱动信号机等室外设备，但是逻辑运行等功能被计算机联锁软件取代。现行的计算机联锁主要采用二乘二取二冗余结构，大大提高率其安全性，因此，“继电器-计算机联锁”系统相比于传统的6502系统更加安全可靠。

1.2工程设计

所谓的工程设计，就是对工程项目进行整体规划，为工程建设提供有技术依据的设计文件和图纸。工程设计是否经济合理，这对工程建设项目影响很大，所以具有十分重要的意义[3]。